JWST ஆரம்ப பிரபஞ்சத்தில் ஏன் மிகப்பெரிய கருந்துளைகளை தொடர்ந்து கண்டுபிடிக்கிறது என்பதை விளக்க ஒரு புதிய கோட்பாடு

James Webb Space Telescope இலிருந்து வெளிப்பட்ட மிகக் கடினமான புதிர்களில் ஒன்றானது ஆரம்ப பிரபஞ்சம் விரைவாக விண்மீன் மண்டலங்களை உருவாக்கியது என்பதல்ல; மாறாக, அந்த விண்மீன் மண்டலங்களில் சில, வழக்கமான எதிர்பார்ப்புகளைவிட மிகப் பெரிய கருந்துளைகளை கொண்டுள்ளதாகத் தோன்றுகிறது. இப்போது ஒரு புதிய ஆய்வு, பிரபஞ்ச விடியலில் இந்த "overmassive" கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவானன என்பதற்கான சாத்தியமான விளக்கத்தை முன்வைக்கிறது.

JWST வெளிப்படுத்திய பொருந்தாமை

அருகிலுள்ள பிரபஞ்சத்தில், ஒரு supermassive black hole இன் நிறை மற்றும் அதன் host galaxy இன் நட்சத்திர நிறை ஆகியவற்றுக்கிடையில் ஒரு நிலையான தொடர்பை வானியலாளர்கள் காண்பதற்கு பழகியுள்ளனர். பொதுவாக, கருந்துளை நட்சத்திர நிறையின் சுமார் 0.1% முதல் 0.5% வரை மட்டுமே இருக்கும், குறிப்பாக elliptical மற்றும் bulge-dominated விண்மீன் மண்டலங்களில். இந்த நிலைத்தன்மை, கருந்துளைகளும் விண்மீன் மண்டலங்களும் ஓரளவு ஒத்திசைவான முறையில் ஒன்றாக வளர்ந்தன என்ற கருத்தை ஆதரிக்க உதவியது.

உயர்-ரெட்ஷிஃப்ட் பிரபஞ்சத்தை JWST பார்த்த விதம் அந்தப் படத்தை கலைத்தது. பிரபஞ்சத்தின் முதல் ஒன்று அல்லது இரண்டு பில்லியன் ஆண்டுகளிலிருந்து வந்த விண்மீன் மண்டலங்களில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் host galaxies இன் நிறையின் 10% முதல் 30% வரை அடிக்கடி எடுத்துக்கொண்ட supermassive black holes ஐ கண்டுபிடித்தனர். மிகுந்த "Little Red Dots" எனப்படும் சிலவற்றில், கணிக்கப்பட்ட கருந்துளை நிறை host galaxies இன் நட்சத்திர நிறையை கூட மீறியது. இப்போது இந்த அமைப்புகள் overmassive black hole galaxies, அல்லது OBGs, என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

புதிய ஆய்விலிருந்து முன்வைக்கப்பட்ட தீர்வு

How Overmassive Black Holes Formed at Cosmic Dawn என்ற தலைப்புள்ள புதிய கட்டுரை, The Astrophysical Journal Letters இல் வெளியாக உள்ளது, மேலும் தற்போது arXiv இல் கிடைக்கிறது. United Arab Emirates University இன் Muhammad Latif தலைமையில், இந்தப் பணியின் நோக்கம், கருந்துளைகளும் விண்மீன் மண்டலங்களும் இணைந்துள்ளன என்ற கருத்தை வெறுமனே கைவிடாமல், இவ்வளவு பெரிதான கருந்துளைகள் இவ்வளவு ஆரம்பத்திலேயே எவ்வாறு உருவாக முடிந்தது என்பதை விளக்குவதாகும்.

இந்த ஆய்வின் மைய முக்கியத்துவம் என்னவென்றால், JWST வழங்கிய கண்காணிப்பு அதிர்ச்சிக்கு ஏற்ப கோட்பாட்டை புதுப்பிக்க இது முயல்கிறது. தொலைநோக்கியிலிருந்து வானியலாளர்கள் ஆச்சரியங்களை எதிர்பார்த்தனர்; ஆனால் இந்த ஆரம்ப கருந்துளைகளின் அளவு மேலும் ஆழமான மறுபரிசீலனையை கட்டாயப்படுத்தியுள்ளது. ஆரம்ப பிரபஞ்சத்தில் வழக்கமான co-evolution படம் இனி பொருந்தவில்லை என்றால், விண்மீன் மண்டல அமைப்பு, கருந்துளை வளர்ச்சி, அல்லது இரண்டின் மாதிரிகளும் திருத்தப்பட வேண்டியது தான்.

கருந்துளைகளைத் தாண்டி இந்த பிரச்சினை ஏன் முக்கியம்

இது நிறை விகிதங்களைப் பற்றிய குறுகிய கணக்கியல் பிரச்சினை அல்ல. விண்மீன் மண்டலங்களும் அவற்றின் மைய கருந்துளைகளும் கொண்ட உறவு, நவீன astrophysics இன் மையத்தில் உள்ளது. அது நட்சத்திர உருவாக்கம், வாயு ஓட்டம், கதிர்வீச்சு feedback, மற்றும் Big Bang க்குப் பின் அமைப்பு உருவான வேகம் குறித்து விஞ்ஞானிகள் எவ்வாறு சிந்திக்கிறார்கள் என்பதைப் பாதிக்கிறது. ஆரம்ப கருந்துளைகள் தங்கள் விண்மீன் மண்டலங்களை இவ்வளவு பெரிய வித்தியாசத்துடன் மிஞ்சியிருக்க முடிந்தால், முதல் பெரும் அமைப்புகளை உருவாக்கிய பாதைகள் மேலும் சமமற்றதாக, மேலும் வேகமானதாக, அல்லது மேலும் குறிப்பிட்டதாக இருந்திருக்கலாம்.

அதனால்தான் OBG பிரச்சினை இவ்வளவு கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. JWST எதிர்பார்த்ததைவிட முன்பே கருந்துளைகளைக் கண்டுபிடித்தது மட்டும் அல்ல. அது, துறையின் மிகவும் பயனுள்ள அனுபவ அடிப்படையிலான விதிகளில் ஒன்றை மீறுவது போலத் தோன்றும் அமைப்புகளையும் கண்டது. அந்த அமைப்புகள் அசாதாரணமாக திறமையான கருந்துளை வளர்ச்சியால், அசாதாரணமாக தாமதமான நட்சத்திர உருவாக்கத்தால், அல்லது நிலையான மாதிரிகள் போதியளவு பிடிக்காத ஏதோ ஒரு சேர்க்கையால் உருவானவையா என்பதை விளக்க, கோட்பாட்டு வேலை இப்போது போட்டியிடுகிறது.

புதிரின் தற்போதைய நிலை

மூல அறிக்கை முன்வைக்கப்பட்ட செயல்முறையின் ஒவ்வொரு கூறையும் விவரிக்கவில்லை; ஆனால் அந்தக் கட்டுரை என்ன செய்ய முயல்கிறது என்பது தெளிவாகிறது: பிரபஞ்சத்தின் மிக ஆரம்ப விண்மீன் மண்டலங்களில் கருந்துளைகள் எவ்வாறு அளவுக்கு மீறி பெரிதாகின என்பதை விளக்குவது. அதுவே JWST க்கு வானியலியல் அளிக்கும் பதிலில் ஒரு முக்கிய கட்டமாகும். இப்போது கண்காணிப்பு ஆச்சரியங்கள், பொதுவான வியப்புக்குப் பதிலாக இலக்குவைத்த கோட்பாட்டின் மூலம் எதிர்கொள்ளப்படுகின்றன.

அடுத்த சோதனை என்னவென்றால், புதிய மாதிரி ஒரு அல்லது இரண்டு மிகுந்த எடுத்துக்காட்டுகளையே அல்லாமல், JWST தொடர்ந்து வெளிப்படுத்தும் ஆரம்ப கருந்துளை அமைப்புகளின் விரிவான மக்கள்தொகையையும் விளக்க முடியுமா என்பதுதான். அது முடிந்தால், பிரபஞ்ச விடியலின் ஒருங்கிணைந்த படத்தை மீட்டெடுக்க அது உதவும். முடியாவிட்டால், முதல் விண்மீன் மண்டலங்களும் முதல் supermassive black holes களும் எவ்வாறு உருவானன என்பது குறித்த தற்போதைய கருத்துகளுக்கு அந்தத் தொலைநோக்கியின் கண்டுபிடிப்புகள் தொடர்ந்து அழுத்தம் கொடுக்கும்.

எப்படியிருந்தாலும், திசை தெளிவாக உள்ளது: JWST cosmology யை திருத்தத்தின் காலக்கட்டத்துக்குள் தள்ளியுள்ளது, மேலும் ஆரம்ப கால மிகப்பெரிய கருந்துளைகள் அதற்கான மிக முக்கிய காரணங்களில் ஒன்றாக உள்ளன.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today இன் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.